四川
同治五年，左宗棠正式受命督办陕甘军务，依照“先秦后陇、先捻后回”的整体作战规划，逐步肃清陕西境内的反抗武装之后，将作战重心全部转移至甘肃各地。经历董志原数年拉锯对峙，陕西籍回民武装在多次折返关中的作战里损耗大量人员与物资，整体作战实力持续下滑，最终在同治八年二月，将原本分散驻守的十八大营整编为四大营，由白彦虎、崔伟、禹得彦、马正和四人共同统领，全军放弃经营数年的董志原根据地，集体向北往宁夏金积堡方向转移集结。
同治八年七月，左宗棠进驻泾州城设立前线指挥行辕，统筹调度各路清军兵力，抽调合计一百二十个营的作战部队，规划东、南、北三路行军路线，对金积堡实施全方位的包围部署，意图通过三面合围的军事封锁，切断堡区对外所有的人员往来、物资输送通道，依靠围困战术消耗堡内的储备资源。
同年八月初，刘松山部率先开进灵州属地范围，随即对灵州境内各处回民聚居堡寨展开军事进攻。湘军部队对于已经放下武器投降、或是没有作战能力的普通民众也采取无差别杀戮的处置方式，大规模的屠戮行为不止发生在交战的堡垒内部，周边村镇的平民也遭到波及。
同治九年正月，刘松山在指挥部队攻坚作战过程中阵亡，湘军北路部队失去统帅，围困阵线出现多处缺口，金积堡内部的武装力量抓住这次战机，集中兵力分多路向外主动发起反攻，清军原本紧绷的合围体系出现松动，金积堡的围困危机得到阶段性缓解。
清军方面迅速完成将领更替与兵力重整，到当年十月，分散在各处的清军部队完成重新集结修补防线，原本松动的包围网再次收紧，金积堡彻底陷入孤立隔绝的境地。此时退守金积堡的陕西回民部队主力已经撤入堡内驻防，河州方向原本计划驰援金积堡的各路支援部队，在沿途清军的层层拦截之下全部受阻，金积堡既没有外部物资补给，也没有友军的军事支援，长期的围困让堡内粮草、军械存量持续锐减，人员伤病数量不断上涨，长期坚守的客观条件已经完全丧失。
金积堡地处宁夏平原中部地带，紧邻黄河水系，依靠黄河水道可以便利获取粮草物资，周边密布大小堡寨群落，各个堡寨互为犄角相互支援，属于宁夏府境内得天独厚的军事防御据点，这也是马化龙势力能够在此坚守多年的地理优势。左宗棠安排一百二十营兵力三面合围，分别把控东侧的吴忠堡片区、南侧的鸣沙洲防线、北侧的灵州外围隘口，三条封锁线层层递进，逐步清扫外围小型堡寨，一点点压缩金积堡的活动空间，这套围困打法精准利用了当地平原地形的特点，断绝所有陆路与水路补给线路。
刘松山所部湘军作为北路攻坚主力，行军路线自陕北定边进入宁夏灵州北部，最先接触金积堡外围堡群，湘军本身作战作风凶悍，加之长期身处西北战事之中，部队内部军纪管控日渐松弛，在攻破各处堡寨之后，劫掠物资、屠戮民众的行为频繁出现。
刘松山阵亡之后，清军前线指挥体系短暂混乱，金积堡守军抓住窗口期集中兵力突围反击，一度收复多处外围失守的堡垒阵地，短暂打破清军的封锁格局。但是清军依托整体兵力数量优势，加上左宗棠源源不断从后方调配军械、粮草补给，很快重新整合部队完成包围圈闭合。
长期的封闭围困让金积堡内部的生存资源持续枯竭，大量作战人员长期缺粮缺药，伤病无法得到医治，整体作战能力大幅度下滑，外部所有求援通道尽数被清军封堵，整个堡区彻底沦为一座孤城。马化龙在权衡全部现实条件之后，选择亲自赴营请降，以宗族性命换取属地百姓存活，是当时绝境之下唯一能够保全普通民众的方式，只是清军并未遵守招降时的承诺，依旧处决了马化龙直系十三名亲属，金积堡各处堡寨尽数被清军接收改造，驻扎清军设防驻守。
金积堡陷落之后，散落于宁夏各地的小型武装据点陆续选择归附清廷，黄河宁夏段沿岸的航道、官道全部被清军掌控，清军自此拥有了向河西走廊、河湟谷地进军的稳固后方根据地。
这场战役消耗了清廷数额庞大的军费开支，此前左宗棠两次向洋商借贷的二百二十万两白银外债，有相当一部分都投入到金积堡一百二十营清军的军备、粮草开销之中，西安机器局制造的新式火枪、火炮，也大批量输送至刘松山等前线部队手中，冷热兵器的装备差距，也是金积堡守军即便数次反攻取胜，依旧无法长久打破封锁的硬性客观原因。
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